物理选修3-1第二章 恒定电流7 闭合电路欧姆定律学案

第二章        恒定电流

第7节 闭合电路的欧姆定律

【学习目标】

1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

【自主学习】

一．闭合电路

1.闭合电路的结构：用导线把电源、用电器连成闭合电路.

外电路:                                         

内电路:                                         

2.闭合电路中的电流

在外电路中，电流方向由     流向    ，沿电流方向电势     。

在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由       移到      ，所以电流方向为       流向        。内电路与外电路中的电流强度        。

3.闭合电路中的电势

（1）路端电压是否总等于电动势？                              

（2）路端电压是否会随外电路的改变而改变？                       

在电源(干电池)的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势     。在正负极之间，电源的内阻中有电流，沿电流方向电势       .

闭合电路中的电势

(1)在外电路中，沿电流方向电势          。

(2)在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势     ；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。

4.分析电路中的能量转化情况

二 闭合电路欧姆定律

1.公式:                        或                                   

2.内容：                                                                  

3.适用条件：                              

【问题探究】

1.路端电压U随外电阻R变化的讨论

电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着                             而改变的：

有：

（1）外电路的电阻增大时，I         ，路端电压         ；

（2）外电路断开时，R=         ，路端电压U=         ;

（3）外电路短路时，R=         ，U=         ，I=         (短路电流)，短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r一般很小，短路电流往往         ，极易烧坏电源或线路而引起火灾.

2．路端电压U随电流I变化的图象

(1)图象的函数表达 U＝E－Ir

(2)图象的物理意义

①在纵轴上的截距表示                    

②在横轴上的截距表示电源的短路电流I短＝         

③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．

（3）电源的U—I图象反映了电源的特征（电动势E、内阻r)

【课堂练习】

1.在如图所示的电路中,R1=14.0Ω，R2=9.0Ω,当开关S扳到位置1时,电流表的示数为I1=0.20A;当开关S扳到位置2时,电流表的示数为I2=0.30A,求电流的电动势和内电阻.

如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势?

2. 如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象,由图象可 知,该电源的电动势为     V,内阻为      Ω 

3.有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r1和r2.将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示,可以判定(   )

A.图象交点所示状态,两电路的外电阻相等   

 B.E1>E2,r1>r2

C.图象交点所示状态,两电路的电阻相等     

D.E1>E2,r1<r2

【整理提高】